Мунципална отпадна вода

В безспирния прилив на ускорената глобална урбанизация, съоръженията за пречистване на градските отпадъчни води са станали критична инфраструктура, изпълняваща ролята на основен елемент от градската екологична бариера. Тези обекти са на първа линия, непрекъснато подложени на двойното и нарастващо налягане от "експоненциалния растеж на населението" и необходимостта от "строги подобрения в качеството на водата". Докато градовете нарастват, гъстееят и икономиките напредват, обемът на генерираните отпадъчни води се увеличава многократно, докато едновременно с това обществените и регулаторни изисквания за по-чист изтичащ поток и по-здрава водна среда се засилват, което създава сериозно предизвикателство за градските планови проекти и инженери.

Случаят със системата за пречистване на отпадъчни води в старата градска зона на един определен град от префектурно ниво в централен Китай е типичен пример за този разпространен урбанизиран дилема. След повече от 15 години непрекъсната експлоатация, този обект носи белезите на своята епоха. Той е проектиран за различно време, обслужващ по-малка градска площ и по-малко консумиращо население. Обслужваната му територия обхваща 35 квадратни километра и той поема отпадъчните води, генерирани от 400 000 постоянни жители – число, което вероятно се е увеличило от момента на пускането му в експлоатация. Първоначалният проектен капацитет е бил скромни 30 000 тона на ден, стойност, която някога е била достатъчна. Въпреки това, двата двигателя на урбанизацията – разширяване към околните райони и притока на нови жители – заедно с рязко увеличението на стандарта на живот, направиха този капацитет критично остарял. Дневният приток се е покачил до 45 000 тона, което представлява 50% претоварване и изтласква стареящата инфраструктура до абсолютните ѝ граници. Това хидравлично претоварване води до намалено време на задържане, което компрометира ефективността на пречистването и създава риск от неспазване на регулаторните изисквания.

Предизвикателствата не са само количествени, но и дълбоко качествени. Входящите отпадни води имат сложен и променлив химически състав. Концентрацията на химическата нужда от кислород (COD), ключов показател за силата на органичните замърсители, е силно променлива и варира между 300 и 800 mg/L. Самата тази променливост представлява проблем за биологичните системи за пречистване, които изискват стабилни условия. Съставът на тези отпадни води директно отразява съвременния градски живот: те са наситени с странични продукти от домакинските задължения, включително мазнини, масла, гресове и хранителни отпадъци от кухните. Значим и проблемен компонент са високите концентрации на синтетични детергенти и повърхностно-активни вещества, които могат да пянат и да потискат биологичните процеси. Освен това, въпреки регулациите, потокът отпадни води съдържа смес от замърсители от малки, некомплианнтни индустриални или търговски обекти, които незаконно или неправилно изхвърлят отпадъци в общинската канализационна мрежа. Те могат да включват тежки метали, разтворители и други устойчиви съединения, които са токсични за микробните съобщества, необходими за пречистването.

Сблъсквайки се с този факт, оригиналната система за пречистване на завода — вероятно базирана на конвенционални процеси с активен ил от началото на 2000-те години — беше изправена пред възможностите си. Основни компоненти като системи за аериране, утаители и помпени станции работеха неефективно, страдайки от механично износване, високо енергопотребление и неспособност да поемат натоварванията с хранителни вещества и токсични шокове. Системата беше на ръба на изваждане от експлоатация, изправена пред сериозната заплаха от постоянни санкции от регулаторните органи, оплаквания от населението относно миризмите или качеството на отпадните води и в крайна сметка — превръщане в бутон за развитие на устойчивото развитие на града. Просто разширяване не беше достатъчно; необходим беше технологичен скок.

Точно в този критичен момент прилагането и всеобхватната модернизация с използване на системата за пречистване на отпадъчни води QDEVU осигуриха преобразяващо решение. Това не беше просто временен ремонт, а стратегическа преустройство, проектирано да осигури устойчивост в бъдеще. Проектът позволи на този остаряващ градски център да постигне скоковидно обновяване, преминавайки решително от предоставянето на елементарна "базова преработка" — насочена единствено към спазване на минимални стандарти за сливане — към постигане на двойната, по-висша цел на "висококачествено изпускане" и "повторна употреба на ресурси".

Какво означава тази скокова модернизация на практика? Системата QDEVU представлява интегрирана, напреднала трета обработка. Модернизацията вероятно е започнала с подобрена първоначална обработка, за да се справи с увеличения поток и да се филтрират по-фини твърди частици. Основата на модернизацията вероятно включва замяна или допълване на биологичната трета единица с по-издръжлив и ефективен процес, като например мембранен биореактор (MBR). Технологията MBR комбинира биологично разграждане с мембранна филтрация, като замества традиционния вторичен утаител. Това позволява значително по-висока концентрация на активна биомаса да се поддържа в реактора, което води до много по-малко необходимо пространство и превъзходни показатели на обработка, ефективно справяйки се с колебанието на нивата на ХПК и амоняк.

Освен това, без съмнение, са включени напреднали процеси за отстраняване на хранителни вещества (разширено биологично премахване на фосфор и нитрифициране/денитрифициране), за да се справят с потенциала за евтрофикация в приемащите води. Последната и най-важна стъпка за повторна употреба е напреднала третична обработка като бариера, която вероятно включва ултрафилтрация и ултравиолетово дезинфекциране или обратна осмоза. Този многопластов подход гарантира премахването на патогени, окачени твърди частици и следови органични вещества, като се получава изтичаща вода с изключително високо качество.

Този продукт с високо качество, превишаващ значително основните стандарти за отвеждане, става ценен ресурс. Може безопасно да се използва за градски приложения като напояване на обществени паркове, голф игрища и зелени площи, почистване на улици, доставка на индустриална охлаждаща вода или за попълване на подпочвените води, което допринася за запазването на скъпоценните пресни водни ресурси. Едновременно с това самият процес на пречистване е оптимизиран за възстановяване на ресурси. Отпадъчният утайък, получен по време на пречистването, се подлага на анаеробно разграждане за производство на биогаз – възобновяем източник на енергия, който може да се използва за захранване на съоръжението, намалявайки въглеродния му отпечатък и разходите за енергия. Стабилизираният дигестат може да се преработи в органичен компост за земеделска употреба.

Като цяло, стратегическата интеграция на системата QDEVU превърна тази проблемна общинска станция от задължение в обществена стойност. Тя успешно се справи с двойното натоварване – хидравлично и замърсяващо, осигурявайки спазването на най-строгите екологични изисквания. Още по-важното е, че въведе нова ера на кръгово водно управление за стария град, където отпадните води вече не се възприемат като отпадък, а като надежден източник на вода, енергия и хранителни вещества, поставяйки стандарти за устойчиво градско инфраструктурно развитие през XXI век.